JP6963295B2 - 3次元情報取得装置 - Google Patents
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Description
はじめに、図1〜4を参照して、本発明の第1実施形態に係る3次元情報取得装置の主要な構成を説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る全体構成を示す説明図である。図2は、本発明の第1実施形態に係るレンズアレイの断面図であり、図1のA−A断面図となる。図3は、本発明の第1実施形態に係るレンズアレイの断面詳細を示した説明図である。図4は、本発明の第1実施形態に係る撮像部を示す説明図である。
図1を参照すると、本発明の第1実施形態に係る3次元情報取得装置100は、3次元座標系の所定空間1に配置された対象物2の3次元情報を取得する。この3次元情報取得装置100は、対象物2を臨むように配置され、複数の要素レンズ11がマトリクス状に配設されたレンズアレイ10と、要素レンズ11を通過する光束Rを撮像面で受光する受光部20と、複数の要素レンズ11のそれぞれに対応するように受光部20に配設され、光束Rを受光する複数の撮像素子31がマトリクス状に配設された撮像部30と、撮像部30が取得した光学的情報を撮像素子31ごとに処理する情報処理部40と、を備えている。
次に図5〜7も併せて参照して、計測単位空間の設定と色空間値の格納について説明する。図5は、本発明の第1実施形態に係る計測単位空間の説明図である。図6は、本発明の第1実施形態に係る交点設定の説明図である。図7は、本発明の第1実施形態に係る複数の交点設定の説明図である。
次に図8を参照して、点群の設定について説明する。図8は、本発明の第1実施形態に係る点群形成の説明図である。なお、ここで説明する点群の設定は、本実施形態の一態様であり、所定空間1に万遍なく計測単位空間5を配置することができる。ここで説明するような点群を利用することで3次元情報を取得することを例示するものである。
次に図9、図10を参照して、対象物の存在・不存在判定について説明する。図9は、本発明の第1実施形態に係る対象物不存在を判断する一例の説明図であり、点群GPを利用した態様を示している。図9は、本発明の第1実施形態に係る対象物の輪郭形成の説明図である。
次に図11を参照して対象物の輪郭を利用した距離計測について説明する。図11は、本発明の第1実施形態に係る対象物輪郭の距離計測の説明図である。
次に、図12〜図15を参照して、計算機によるシミュレーション例について説明する。図12は、本発明の第1実施形態に係る対象物輪郭の距離計測の計算機によるシミュレーションの一例である。図13は、本発明の第1実施形態に係る対象物輪郭の距離計測の計算機によるシミュレーションの一例の計測結果である。図14は、本発明の第1実施形態に係る対象物輪郭の距離計測の他の計算機によるシミュレーションの例である。図15は、本発明の第1実施形態に係る対象物輪郭の距離計測の他の計算機によるシミュレーションの例の計測結果である。
次に、図16を参照して、本発明の他の実施形態について説明する。図16は、本発明の他の実施形態に係るレンズアレイの形態を示す説明図である。本発明の他の実施形態は、レンズアレイの形状のみ第1実施形態と異なるが、その他の構成については第1実施形態と同じであるため、以下の説明において、第1実施形態と重複する構成については、その説明を省略する。
2,3,4・・・対象物
5・・・計測単位空間
10,210,310,410,510・・・レンズアレイ
11・・・要素レンズ
12・・・主点
13・・・レンズ面
20・・・受光部
30・・・撮像部
31・・・撮像素子
100・・・3次元情報取得装置
F・・・焦点距離
R・・・光束
R1,R2,R3,RA,RB・・・光線
P・・・交点
GP・・・点群
VP・・・可視交点
NP・・・不可視交点
OP・・・輪郭交点
L・・・計測距離
D・・・配置距離
Claims (8)
- 3次元座標系の所定空間に配置された対象物の3次元情報を取得する3次元情報取得装置であって、
前記対象物を臨むように配置され、複数の要素レンズがマトリクス状に配設されたレンズアレイと、
前記要素レンズを通過する光束を撮像面で受光する受光部と、
前記複数の要素レンズのそれぞれに対応するように前記受光部に配設され、前記光束を受光する複数の撮像素子がマトリクス状に配設された撮像部と、
前記撮像部が取得した光学的情報を前記撮像素子ごとに処理する情報処理部と、を備え、
前記情報処理部は、
前記所定空間を分割して仮想的な計測単位空間を生成し、
該計測単位空間を通過する光束が前記要素レンズを介して到達する撮像画素を特定し、
前記計測単位空間の座標、および、前記光束が到達する前記撮像画素と前記撮像画素から取得される色空間値を格納する、ことを特徴とする3次元情報取得装置。 - 前記計測単位空間はボクセルである、ことを特徴とする請求項1に記載の3次元情報取得装置。
- 前記情報処理部が、
前記光束の経路上に2以上の前記計測単位空間において対象物が存在すると判別した場合に、前記レンズアレイ側の前記計測単位空間を選択する、ことを特徴とする請求項1または2に記載の3次元情報取得装置。 - 前記情報処理部が、
前記対象物が存在すると判断した前記計測単位空間を収集して、前記対象物が存在する部分の輪郭を形成する、ことを特徴とする請求項3に記載の3次元情報取得装置。 - 前記情報処理部が、
少なくとも2以上の前記対象物の存在する前記計測単位空間を選択したとき、
前記計測単位空間の距離を計測する、ことを特徴とする請求項4に記載の3次元情報取得装置。 - 前記レンズアレイが、平面状に形成されている、ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の3次元情報取得装置。
- 前記レンズアレイが、球面状に形成されている、ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の3次元情報取得装置。
- 前記レンズアレイが、所定の曲率を有する曲面状に形成されている、ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の3次元情報取得装置。
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